资源简介

(共28张PPT)
金属和合金是重要的材料
知识框架
内容要求
(对应课标P21)
(1)了解金属的主要物理性质和用途，辨析金属和非金属；知道一种金属中加入其他金属或非金属形成合金，可以改善金属材料的性能；了解新型金属材料的发展与应用。
(2)知道金属活动性顺序，认识常见金属的主要化学性质；能设计实验方案论证、判断金属活动性；分析和解释有关现象和事实，推理判断金属的性质。
(3)举例说明金属冶炼技术的发展对社会进步的作用；列举金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的常用方法；了解废弃金属对环境的影响，以及金属回收再利用的意义。
内容要点
要点1　金属的物理性质和用途、合金
(1)金属具有很多共同的 　物理性质　，如良好的 　延展性　、 　导电性　、导热性等；金属还具有各自的特性，例如：铝、铁等大多数金属都呈银白色，但铜呈 　红色　，金呈金黄色，铁粉为黑色。常温下除 　汞(或水银)　外都是固态，有金属光泽。
常用的金属材料有铁、铜、铝等， 　铁　是目前世界年产量最高的金属材料； 　铜　是人类历史上使用最早的金属； 　铝　是地壳中含量最高的金属元素；钛是二十一世纪最重要的金属之一。
物理性质　
延展性　
导电
性　
红色　
汞
(或水银)　
铁　
铜　
铝　
(2)合金是由一种金属跟其他金属或非金属融合形成的具有 　金属特征　的物质，属于混合物。合金一般比组成它的金属熔点 　低　、硬度 　高　、韧性 　强　、抗腐蚀性 　强　，即性能更优良。常见的合金有铁合金、铝合金、钛合金、青铜、黄铜(Cu、Zn的合金)等，生铁和钢都属于铁碳合金，区别是 　含碳量　不同。
(3)金属的性质在很大程度上决定了金属的用途，但不是唯一因素，在考虑物质的用途里，还要考虑价格、资源及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
金属特征　
低　
高　
强　
强　
含碳量　
【典例展示】
例1　钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％。从公元1世纪开始，铁便成了一种最主要的金属材料。
(1)历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看，原因是 　铁的金属活动性比铜的强，容易被腐蚀　。
铁的金属活动性比铜的强，容易被腐蚀　
(2)下列铁制品中，利用了金属导热性的是 　c　(选填字母)。
c　
(3)下列关于铁及铁制品的说法中，正确的是 　b　(选填字母)。
a. 铁是地壳中含量最高的金属元素
b. 沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
c. 不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品
b　
例2　湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑，其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是(　A　)
A. 属于金属材料
B. 熔点高于纯铜
C. 硬度低于纯锡
D. 铜、锡均能与稀硫酸反应
A
要点2　金属的主要化学性质、金属活动性
(1)认识金属活动性顺序
常见金属的活动性顺序：K、Ca、Na、 　Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg　、Ag、Pt、Au。
金属活动性顺序中，位置越靠前的 　金属活动性　越强，在化学反应中越容易 　失去　电子成为阳离子。位于 　氢前面　的金属能置换出酸中的氢；位于前面的金属能把位于其后面的金属从它的 　盐溶液　中置换出来(除K、Ca、Na外)，K、Ca、Na三种活泼金属能直接与水反应置换出水中的氢。
Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、
(H)、Cu、Hg　
金属活动性　
失去　
氢前面　
盐溶液　
(2)金属的主要化学性质
①金属与氧气反应
大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度与金属活动性有关。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
②金属与酸反应
镁、锌、铁等分别与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应，生成对应的 　盐和H2　，实验现象都有气泡产生。金属活动性越强，在相同条件(温度、金属颗粒大小、酸的种类和浓度等)下与酸反应越 　剧烈　。根据金属与酸反应的剧烈程度，可以判断金属活动性。
盐和H2　
剧烈　
③金属与某些盐溶液反应
铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式是 　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　。
把洁净的铁丝浸入硫酸铜溶液中，过一会儿取出，现象是 　铁的表面有红色固体出现、 溶液由蓝色逐渐变成浅绿色　。
铜与硝酸银溶液反应的化学方程式是 　Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag　。
把洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会儿取出，现象是 　铜的表面有银白色固体出现　、 　溶液由无色变成蓝色　。
(注意：金属与盐反应一定在溶液中进行，不溶于水的盐不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应)
Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　
铁的表面有红
色固体出现、 溶液由蓝色逐渐变成浅绿色　
Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋
2Ag　
铜的表面有银
白色固体出现　
溶液由无色变成蓝色　
【典例展示】
例3　金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序，小明做了如图所示的实验，发现a试管中镍丝表面无现象，b试管中镍丝表面出现红色物质，则三种金属活动性由强到弱的顺序是(　C　)
C
A. Ni、Zn、Cu
B. Zn、Cu、Ni
C. Zn、Ni、Cu
D. Cu、Ni、Zn
例4　利用如图实验探究金属的化学性质。
　　　 　　　
实验一　　　 实验二　　　 实验三
(1)实验一：水的作用是 　防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂　。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 　火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足　。
(2)实验二：两个反应均生成了 　氢气　(填物质名称)。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；② 　加入等体积、等浓度的稀盐酸　。
防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂　
火柴燃烧消耗了较多的氧气，
使氧气不足　
氢气　
加
入等体积、等浓度的稀盐酸　
实验一　　　 实验二　　　
(3)实验三：反应的化学方程式为 　Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu　。再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。
实验步骤(可用图示) 实验现象 实验结论
无明显变化
Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu　
无明显变化
要点3　金属冶炼、金属锈蚀及废弃金属对环境的影响
(1)铁的冶炼
炼铁的反应原理是(化学方程式)： 　3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　。炼铁的原料主要是 　铁矿石　、 　焦炭　、 　石灰石　。
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　
铁矿石　
焦炭　
石灰石　
一氧化碳还原氧化铁实验：
实验步骤：①实验前先 　检查装置的气密性　；②先通入一段时间的CO再加热，目的是 　将空气排净，防止混合气体爆炸　；③实验结束时不能先将澄清石灰水的导管断开，原因是 　防止空气中的氧气将铁氧化　；④进行尾气处理的目的是 　防止污染空气　，还有一种处理方法是 　将气体用气囊收集　。
实验现象： 　红棕色　固体变成 　黑色　固体，澄清石灰水 　变浑浊　。
检查装置的气密性　
将空气排净，防止混合气体爆炸　
防止空气中的氧气将铁氧化　
防止污染空气　
将气体
用气囊收集　
红棕色　
黑色　
变浑浊　
(2)金属的锈蚀和防护
铁生锈的主要条件是与 　氧气　和 　水(或水蒸气)　接触，铁锈的成分为 　Fe2O3·xH2O　；铜锈蚀的条件是与 　氧气　、 　水　、 　CO2　接触，铜绿的成分为Cu2(OH)2CO3。
防锈蚀的措施：一是 　改变金属内部结构　，如制成不锈钢等；二是隔绝 　空气和水　，例如： 　表面涂油　、 　刷漆、 保持干燥　等。
铝、锌等金属相对铁不容易生锈，其原因在于铝、锌的表面生成了一层致密的 　氧化膜　，可防止内部金属继续被氧化，形成“自我保护”。
氧气　
水(或水蒸气)　
Fe2O3·xH2O　
氧气　
水　
CO2　
改变金属内部结构　
空气和水　
表面涂油　
刷漆、 保持干燥　
氧化膜　
(3)废弃金属随意丢弃不但造成金属资源浪费，还会造成有毒金属对环境的污染。保护金属资源措施有：做好金属防腐，回收利用废旧金属，合理有效地开采矿物，以及寻找金属代用品等。
【典例展示】
例5　如图是小明学习金属冶炼的笔记，其中有一处错误，出现错误的是(　D　)
A. a处 B. b处
C. c处 D. d处
D
例6　室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图所示。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是 　吸收瓶内空气中的水蒸气　。
(2)装置B、 C中的实验现象说明与 　空气或者氧气　接触是铁生锈的条件之一。
吸收瓶内空气中的水蒸气　
空气或者氧气　
例7　对于金属材料，我们应从多角度了解。
(1)金属的性质
①在常温下，铝能与氧气反应，该反应的化学方程式为 　4Al＋3O2＝2Al2O3　。
②将铝丝浸入硫酸镁和硫酸铜的混合溶液中，过一会儿取出，观察到铝丝表面有固体析出，溶液呈蓝色。此时溶液中含有 　3　(填数字)种溶质。
4Al＋3O2＝
2Al2O3　
3　
(2)金属的冶炼
在高温条件下，利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还原出来，该反应的化学方程式为 　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　
(3)金属材料的应用
铁制品应用广泛，作医疗器械时，通常使用不锈钢而不用纯铁，主要是因为两者相比，不锈钢具有 　硬度大或耐腐蚀　(答一点)的性能。
硬度大或耐腐蚀　
(4)金属资源的保护
下列保护金属资源的做法正确的是 　AC　(选填字母)。
A. 寻找金属代用品
B. 任意开采金属矿物
C. 回收利用废旧金属
AC　

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